Människan i flygsystemet – erfarenheter från utvecklingen av JAS 39 GRIPEN
Inledning Nedan följer ett referat av en de fyra föreläsningar som hölls under Kognitionsdagen 2001 arrangerad av Kognitionsvetare Högskolan i Skövde (KVHIS), linjeföreningen för studenter på Kognitionsvetenskapliga programmet. Kognitionsdagens syfte: ”att presentera aktuell forskning, skapa kontakter och utbyte mellan skola och näringsliv, samt stärka kognitionsvetarens yrkesidentitet. Kognitionsdagen 2001 kommer att kretsa kring MDI-området tillämpat både teoretiskt och praktiskt. Kognitionsvetenskap är studiet av hur information och kunskap representeras och bearbetas i naturliga system, i synnerhet den mänskliga hjärnan, och hur detta kan modelleras i datorer och andra artificiella system. Utbildningen ger såväl naturvetenskapligt-tekniska som humanistiskt-samhällsvetenskapliga perspektiv och kunskaper.” (citat ur hemsida + informationsblad) ((MDI = Människa—datorn-interaktion. Min anm.))
Kognitionsdagen 4/10 2001 inv av Paul Hemeren, programansvarig. Han inledde med att hälsa alla välkomna och framhöll att det var på studenternas initiativ som denna temadag anordnats. Man ville marknadsföra sig genom att på detta sätt visa upp sin kompetens för näringslivet; de företag som sponsrat Kognitionsdagen angavs. Därefter berättade P H kortfattat om kognitionsvetenskap. Den är av tvärvetenskaplig art då den innefattar såväl filosofi som lingvistik, datalogi och psykologi. Den består av både teori och tillämpning. Man bearbetar information som kan erhållas via sinnesorgan som syn etc., liksom även genom minnesfunktioner.
En bild visade ett objekt med kugghjul + en viss situation: info kunskap handling. ((Här något förenklat återgivet. Min anm.)) Det gäller att tolka informationen så, att kunskap nås. Om info:n har brister, bryts kopplingen och ingen handling sker. Därför är det naturligtvis viktigt att rätt kunna uppfatta info:n. Interaktion är alltid väsentlig. P H gav exempel på tillämpning. Info-system hade en avgörande betydelse vid konstruktion av JAS-planet (se referat nedan om detta). Ett annat exempel på tillämpning som gagnar människan i beslutsprocessen är larmanordning i kärnkraftverk bl.a. En annan aspekt av kognitionsvetenskap utgör frågan om metoder. Högskolan i Skövde undersöker t.ex. detta område. Genom att kombinera interaktion och bearbetning av information förfogar kognitionsvetenskap över mycket viktiga verktyg.
Människan i flygsystemet – erfarenheter från utvecklingen av JAS 39 GRIPEN. Föreläsning av Leif Larsson.
”Samverkan mellan människan (piloten) och tekniken (flygplanet) är extremt betydelsefull i ett stridsflygplan. Både den mentala och den fysiska belastningen på piloten sätter effektiva gränser för vad ett flygplan kan användas till.” (Ur informationsblad)
Leif Larsson, som nu (4/10 2001) varit rektor för Högskolan i Skövde i halvannan månad, berättade först något om sin bakgrund Förutom Saab Aerospace i Linköping hade han erfarenhet av Volvo Flygmotor i Trollhättan och GM i USA – med olika företagskulturer, vilket kunde leda till samarbetsproblem.
Leif Larsson har också deltagit i undersökning av haverier tidigare som drabbat Viggenplanet, t.ex. 1991 nära Fagersta då motorn i ett Viggenplan ”small”. Piloten skulle gå upp på högre höjd när det hände. Han hade 19 sekunder på sig innan han lämnade planet. Senare skrev han en tjock bok om det hela. Det var massor av saker som han iakttog. Man hinner med mycket på extremt kort tid då det är kris och livet står på spel, förklarade L L. Då haveriutredningen startade utfärdades sju veckors flygförbud för Jaktviggen. Men L L meddelade alla flygförband genast efter olyckan: ”I morgon kan ni flyga.” Och detta trots att man inte visste orsaken till felet! Piloterna reagerade: ”Ska vi riskera livet?”
En flygförare bombarderas, överrumplas av massor av information i mötet mellan människa och teknik. Det var Viggenhaveriet 1991 som blev ”tändgnistan” till flygmotorn i JAS 39 GRIPEN. 1992 kom L L till Saab i Linköping. JAS-planet med motorn RMIR är ett spännande område, sade L L. Det finns en hel del innanför skalet – inte bara en raketstol förstås. Relationen människa - teknik/maskingränssnitt gäller i detta fall förhållandet pilot ß---> plan. För det första: I planet kan föraren utsättas för G-krafter som gör honom 9 gånger tyngre – en enorm fysisk påfrestning, på gränsen till medvetslöshet. För det andra blir piloten ofta utsatt för stor mental belastning. Frågan är: Hur reagerar han?
L L hade också varit med och utvecklat civila Saab 340 och Saab 2000. JAS som betyder Jakt-Attack-Spaning är alltså ett s.k. multimission aircraft: Fighter-Attack-Reconnaissance (FAR) . Planet är litet och lätt, vilket möjliggör start och landning på landningsbanor på eller vid vägar. Det är autonomt, dvs. har startmotor ombord. Det finns en tvåsitsig variant av JAS för verklig pilotträning – bättre än markträning. Cockpit-layouten kännetecknas av enkel inredning: tre monitorer + styrspak + gaspådrag + andra manöverorgan för skjutning.
Minns ni haveriet i Gottröra med ett JAS-plan? Piloten ser en kartbild, där kan han zooma in detaljer; vidare har han en hastighetsvektor, monitort och mycket annat framför sig. En s.k. head-up display speglar upp på skärmen vad som finns utanför planet. – Vid detta tillfälle blev den danske piloten alldeles blockerad av för mycket info: 100 olika varningslampor lyste när det blev stopp i bägge motorerna! Det sägs att människan inte kan hålla reda på mer än sju olika saker samtidigt. Piloten blev som förlamad, hörde anropet: ”Fly the aircraft! Fly the aircraft!” Fast sedan släppte paralysen…
I stället för nämnda display kan man ha en hjälmdisplay, men det finns ett krux: Ögat söker horisontlinjen, men i ett plan – särskilt inte för en stridspilot – finns horisonten ej alltid där den brukar vara, sedd från jorden. Det finns en siktesdisplay som fungerar bra idag då den styr in med hjälp av en laserstråle. Faktiskt pågår forskning för att med laser få fram en bild direkt på näthinnan! Det krävs precision på alla håll för att manövrera vid en tyngdkraft på upp till 9 G, särskilt som styrspaken har ett utslag på endast +/-- 8 grader.
L L visade en tidningsrubrik: ”FIASKOT!” Han var systemchef när det inträffade. ”En spännande tid!” sade han. Styrsystemet tillät ingen högre lutningsvinkel än 20 grader. Precis innan olyckan visade pilen på indikatorn 20,4. Piloten blev nervös och gav fullt utslag på styrspaken. Hade han dröjt en 1/10-dels sekund hade ingenting hänt! Men nu spårade allt ur: nosen vände upp och det blev katastrof! Hela förloppet tog 3,2 sekunder – under vilka mängder av info gavs.
I kritiska situationer fordras oerhört snabba beslut – nästan momentant! Allt ställs på sin spets då liv står på spel. Tidningarna skrev efter kraschen: ”Saab hotar skrota JAS!” och ”Saab klarar inte sin del av JAS”, ”JAS-köp skjuts på framtiden.” Jämför: I Dagens Industri står det: ”Kamprad rädd: Det går för fort och för bra för IKEA just nu.” Likadan var känslan på Saab; det var roligt innan – sedan small det!
Efter haveriet kunde man konstatera att det var för ”höga väggar” mellan de konstruktörsgrupper som arbetade med JAS. 20 % av dem hade olika uppfattningar. I simuleringscentralen hade man sagt: ”Ingen fara”. L L ville veta: Vem är det som bestämmer egentligen? Det var sju s.k. gurus. Om de ej hade samsats, skulle det inte ha blivit något plan. Dels stod det klart att den mänskliga hjärnan (pilotens) inte klarat av den svåra situationen, och dels visade det sig att den andra grundorsaken till katastrofen var att organisationen ej var bra och kommunikationen dålig. Maj-Britt Teorin sade ”Det var teknikernas fel. De är teknikstinna hannar på Saab.”
L L förklarade att det var bara en sak som gällde då: Nu ska vi lösa problemet. Man gick tillväga på ett strukturerat sätt, enligt ”Systematic Development Process”. Man programmerade styrsystemet, tittade på datakoden och gick systematiskt igenom hela planet. Med hjälp av datorverktygen åstadkom man en helt ny situation; man fick ordning på processen och började prata med varandra. F.ö. gällde detta på Högskolan också: Prata mer med varandra! uppmanade L L.
Generellt kom man tillrätta med problemen via verktyg och skilda metoder; simulering var viktigast: VAPS, virtual reality. Det gällde att avgöra vilket förslag som var bäst. Man utnyttjade online till PM-simulatorer (TACSI). 1996 var en supersnabb flygsimulator klar, som hade en eftersläpning av blott 10 millisekunder. Det var ett rekord – som stod sig i sex veckor! Slutligen hade man utvecklat ett säkert styrsystem. Efter tester i PM-simulatorer gjordes 10 provflygningar. Det blev godkänt.
Apropå export av JAS-plan till andra länder är det inte alltid så lätt. Rött ljus betyder inte ”Stopp!” i alla delar av världen. Det är överhuvud fråga om att entydigt kunna tolka text/info. I ett stridsflygplan finns naturligtvis ingen tid att fundera över vad det eller det betyder. Man måste alltså ta hänsyn till kulturen i vederbörande land; en sak kan nämligen uppfattas tvärtom jämfört med här i Sverige. Det gäller förstås alla konsumtions-produkter.
JAS-planet är givetvis ingen helsvensk skapelse: delar importeras från olika håll i världen. Lyckas man inte matcha ihop allting så funkar det inte. L L gav ett exempel från Toulouse i Frankrike. En levererad produkt var felaktig, och enligt kontraktet kunde man vidta rättsliga åtgärder. Men vad skulle det tjäna till att få firmaansvariga i fängelse? Det hela ordnades upp på annat vis; det gäller ju att umgås på ett vettigt sätt med underleverantörerna. Kommunikation och dialog Toulouse – Linköping var livlig. Var fjärde vecka for L L till Toulouse och pratade igenom allt. Det var en mängd missar som skulle klaras upp, både språkliga och tekniska skillnader förekom. Det gällde bl.a. raketutrustning till JAS – ett plan leverantören aldrig sett! Nu är JAS ett lyckat projekt – mycket tack vare haveriet i Stockholm! Det råder nu en positiv situation, och på tal om haverier: Viggen råkade ut för fem, vilket trots det är en låg siffra och det har varit få förluster i människoliv.
Nästa generation stridsflyg kommer att bli obemannad. Piloterna flyger nära eller på gränsen för mänsklig förmåga. Efter att ha snurrat upp och ner är det inte lätt att se vad som vad: Himlen ser ut som havet, tycker den omtumlade piloten. Det behövs bara att hans plan får ett annat plans jetstråle på vingen… Sedan tar det bara 6 sekunder att nå vattenytan. Då kan piloten skjuta ut sig först 1,5 sekunder före nedslaget!
Fråga: Varför är JAS bara hälften så dyrt som andra utländska? Svar: En Eurofighter kostar 300 miljoner, medan JAS-priset är 150 miljoner, bl.a. därför att det är jämförelsevis lätt och litet. Det amerikanska F 18 går löst på 900 milj. Det svenska planet tar inte heller så tung vapenlast, så det är inte lämpat för invasionskrig.
Fråga: Hur är det med tolkning av signalerna? Svar: Sydafrika som beställt JAS har sänt piloter för utbildning i Linköping på VAP- och PM-simulatorer. Det sker då också en anpassning till den kultur som finns där.
Fråga: Hur väljer man ut piloter? Svar: Man har s.k. DMT-test, då bilder visas endast en 100-dels sekund: Efter varje bild ska aspiranten tala om vad han såg. (Här blev LL mer personlig:) ”Då jag var 7 år råkade jag i en svår kris då min mor blev sjuk. Vid 18 var det kris igen: Hur skulle jag välja? Jag hade lust att kasta sten bara för att bli sedd. Jag skrev ner 5 livsmål: bl.a. ville jag bli ingenjör – med lodenrock som då hade ett symbolvärde. Jag nämner detta, för vi har alla mentala bilder lagrade från tidigare tillfällen i livet och dessa kan spela en viktig roll senare.”
Fråga: Kan samma pilot användas som varit med om två haverier, som JAS' två? Lagras inte bilder av sådana i sinnet? Svar: Man söker dra nytta av alla tester vid urval; den mest kritiska testen ger en mental profil. Observera att finns så många olika situationer och att en person kan reagera på samma situation på olika sätt olika dagar. Man kan ju tillfälligt vara i sämre kondition och då gäller det att inte svänga planet för hårt. Men det är förstås ett problem att mäta ”grinighet på morgonen”!
Fråga: Hur utformas cockpiten på bästa sätt? Svar: Experter på kognition och växelverkan människa – maskin anlitas. Det kan faktiskt vara för många ingenjörer och för få människa—människa-kontakter. Man har dock ett visst stöd i forskningsprojekt som mäter mental belastning som yttrar sig i ändrad hjärtverksamhet, andning etc. Men mätningarna ger ofta skiftande resultat för det är svårt att hitta bra mätmetoder. Det finns för få psykologer med i sådana projekt.
Fråga: Kan en operatör av vapensystem vara lämplig för utvecklingsarbete? Svar från operatör: Operatören är expert bara på det han gör. Vilka kan psykologi här? En psykolog från FOA svarade: Färger har stor betydelse, t.ex. vad gäller flygplansinredningen.
L L förtydligade lite efter en fråga om planets lutningsvinkel (se ovan) Det var max 20 % lutning i förhållande till färdriktningen. Fråga: Är en pilot som störtat två gånger förbrukad? Svar: Inte säkert. Kanske. Det är ju en väldig press på piloten om han fått en varning. En vanlig regel är: Upp i luften igen nom 24 timmar. Jag har funderat på mätning av pilotens blodtryck för att bedöma hans lämplighet. Kanske datorn kan ta över flygningen under en tillfällig blodtrycksänkning?
Fråga: Hur väljs testpiloter? Svar: Urval sker med stor omsorg, eftersom de utsätts för större risker än andra. Det är redan erfarna som blir testpiloter. Det är stor skillnad mellan att sitta i flygsimulator och att flyga på riktigt. Men mer forskning behövs kring pilotens mentala tillstånd.
Fråga: Ska man gå tillbaka till grunden efter ett haveri? Svar: Ja, man måste leta efter orsaken till varför det blev fel. Spaken för utskjutning då planet blivit manöverodugligt är enda vägen till räddning. Även om det nu sker en stark utveckling mot obemannade plan, kommer bemanning att finnas kvar åtminstone 50 år till. Fjärrstyrda farkoster finns redan. I Karlsborg testar Sten Andler m. fl. förarlösa plan. Framtida krig blir främst informationskrig: Network-based war.
Fråga: Kommer man att utbilda kvinnliga stridspiloter? Finns det könsskillnader som gör att det är bara killar nu? Svar: Vet ej. Apropå dynamiska flygsimulatorer när man ”flyger” på marken: Man utsätts för samma krafter som under verklig flygning. (jämför ovan om mental belastning). Idag är det mest tal om att en pilot skall vara ”en bra soldat”, för ett modernt plan flyger sig självt i hög grad, nämligen med hjälp av extremt datoriserade funktioner.
Ungefär här slutade det mycket givande föredraget inklusive intressanta frågor och svar. Om jag själv skulle kommentera något begränsar jag mig till att konstatera att det ändå till slut uppstod något bra: ett förbättrat JAS-plan -- ur något mycket olyckligt: de båda haverierna. Att vända en negativ företeelse, olycka eller dylikt till någonting positivt förutsätter nytänkande, att man måste tänka om. Man ändrar då sitt förhållningssätt, vilket ju var vad som skedde under Leif Larssons ledning. Kort sagt ett råd för alla: Lär av det förgångna! Allra sist vill jag nämna en bra artikel i SLA 5/10 2001: Rektorn förklarade JAS-haveriet.
Kort kommentar januari 2015: Vad beträffar detta referat , liksom alla andra som läggs ut på denna hemsida, är det så gott som identiskt med mitt ursprungliga. Tyvärr är det inte möjligt att här bifoga nämnda tidningsartikel där några detaljer återgavs bättre än i mitt referat. Jag kan tillägga att jag raderat en påbörjad avskrift av referatet av den första föreläsningen Om kognition och språk då jag snart fann den alltför svårförståelig på grund av många tekniska termer. Ämnet passar mig onekligen som språkman men ett referat måste vara läsbart för en icke-tekniker.